CN204611770U - 多孔介质喷射式烧嘴 - Google Patents

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詹茂华
曹强
吴连卿
周炜
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Abstract

本实用新型公开一种多孔介质喷射式烧嘴，主要针对现有烧嘴火焰长度短、温度均匀性差、蓄热式燃烧密封性能差、煤气外泄、炉墙冒火等诸多缺陷而设计。本实用新型多孔介质喷射式烧嘴，包括设置在所述蓄热室上方的煤气接管，其中，所述蓄热箱连通燃烧室的端面设有烧嘴砖，所述烧嘴砖上设有长条形空气通道，所述蓄热箱通过所述的空气通道与所述燃烧室联通，所述煤气接管与若干煤气喷枪联通，所述煤气喷枪的枪口与燃烧室相通，所述煤气喷枪枪口和所述空气通道的在同一平面上。本实用新型，空气通道与煤气喷枪喷出的燃气边混合边燃烧，形成扁平状火焰还原性气氛，有效降低了钢坯的氧化烧损程度、提高了坯料的加热质量。

Description

多孔介质喷射式烧嘴
技术领域
本实用新型涉及工业炉窑高效燃烧应用技术领域，尤其涉及一种多孔介质喷射式烧嘴。
背景技术
近年来，随着国家基础建设的快速发展，工业炉窑作为工业加热的关键设备无论在规模、种类和数量上都得到了很好的发展，广泛应用于冶金、化工、水泥等行业，对国民经济的发展做出了巨大的贡献；但是我国的工业炉窑无论在操作水平还是能耗方面均与国际先进水平相差甚远。同时也意味着我国在工业炉窑节能、技术提升领域，具有很大的潜力，如何降低工业炉窑的能耗、提高能源利用率、优化操作方式等方面是我国炉窑热工行业目前急需解决的问题。
目前蓄热式燃烧技术是工业炉窑节能降耗、提高能源利用率的有效方法之一，其中主要包括空气(煤气)蓄热式燃烧技术，对于热值较低的高炉煤气等燃料一般采用空煤气双蓄热燃烧技术，对于热值相对较高的天然气、高焦混合煤气等气体燃料一般采用空气单蓄热燃烧技术或空气(煤气)预热式技术。对于高热值单蓄热燃烧技术来说，常常伴随着如下技术难题：1)蓄热箱与炉墙之间密封性能差，经常出现燃气外泄等情况，致使炉窑冒火现象；2)被预热介质在烧嘴砖腔体在阻力大，在燃烧室内燃烧室火焰短等现象；3)传统的导向砖采用单喷口或双喷口结构形式，使燃烧时空煤气混合不均匀、燃烧不充分、温度均匀性较差，同时容易发生偏流现象。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种有效降低钢坯氧化烧损率的多孔介质喷射式烧嘴。
为达到上述目的，本实用新型多孔介质喷射式烧嘴，至少包括与燃烧室联通的蓄热室，所述蓄热室包括蓄热箱和设置在蓄热箱外的蓄热体，所述烧嘴还包括与所述蓄热室联通的空气腔，以及设置在所述蓄热室上方的煤气接管，其中，所述蓄热箱连通燃烧室的端面设有烧嘴砖，所述烧嘴砖上设有长条形空气通道，所述蓄热箱通过所述的空气通道与所述燃烧室联通，所述煤气接管与若干煤气喷枪联通，所述煤气喷枪的枪口与燃烧室相通，所述煤气喷枪枪口和所述空气通道的在同一平面上。
进一步地，所述煤气喷枪为耐热合金钢铸造结构，所述喷枪外包覆有耐火纤维棉。
进一步地，所述烧嘴砖面对蓄热箱的腔体为流线型结构，所述烧嘴砖采用一次浇筑成型。
进一步地，所述烧嘴砖与所述蓄热体的连接密封结构呈阶梯状，所述烧嘴砖与炉墙的连接密封结构呈采用阶梯状。
进一步地，所述蓄热体的上表面与蓄热箱的内壁上边缘面相吻合，所述蓄热体的上表面与蓄热箱的内壁上边缘面之间设有安装间隙空间。
进一步地，所述蓄热箱与所述空气腔之间设有金属后挡板，所述金属后挡板连接有调节所述金属后挡板与蓄热体之间距离的定位螺栓，所述蓄热箱与所述烧嘴砖之间设有挡板砖。
进一步地，所述空气腔连接有空气接管，所述空气腔设有检修门盖。
1、本实用新型通过在烧嘴砖上设置设有长条形热空气通道与煤气喷枪喷出的燃气边混合边燃烧，形成扁平状火焰还原性气氛，钢坯的氧化烧损率可降低0.2％左右；
2、采用空气单蓄热式燃烧技术，燃烧室内温度均匀性的提高，减缓了燃烧室内局部高温区，抑制了“热力型”氮氧化物的生成，燃烧产物中氮氧化物排放量可在原有基础上再减少10％左右；
3、烧嘴砖腔体摈弃了以往棱角分明的设计特点(便于制造)，采用流线型结构，减少空、烟气阻力，同时采用一次浇注成型、高温烧制而成；
4、烧嘴砖与蓄热箱及炉墙采用“阶梯式密封”结构形式，在保证强度高、抗热震性能好的前提下，成功的避免了空气、煤气外泄的现象，有效的解决了蓄热式燃烧密封性能差、炉墙冒火等现象；
5、煤气喷枪采用耐热合金钢铸造结构，外包耐火纤维棉，使其与炉墙达到较好的密封性能，从而避免了燃气外泄的情况；煤气通过所述的煤气喷枪以较高的喷射速度喷入燃烧室与助燃空气进行混合燃烧。
附图说明
图1是本发明实施例1所述多孔介质喷射式烧嘴的主视剖面图；
图2是本发明实施例2所述多孔介质喷射式烧嘴的主视剖面图；
图3是本发明实施例2所述多孔介质喷射式烧嘴的俯视剖面图；
图4是本发明实施例2所述多孔介质喷射式烧嘴的C-C剖面图；
图5是本发明实施例2所述多孔介质喷射式烧嘴的D向视图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。
实施例1
如图1所示，本实施例多孔介质喷射式烧嘴，至少包括与燃烧室联通的蓄热室，所述蓄热室包括蓄热箱和设置在蓄热箱外的蓄热体，所述烧嘴还包括与所述蓄热室联通的空气腔，以及设置在所述蓄热室上方的煤气接管，其中，所述蓄热箱连通燃烧室的端面设有烧嘴砖，所述烧嘴砖上设有长条形空气通道，所述蓄热箱通过所述的空气通道与所述燃烧室联通，所述煤气接管与若干煤气喷枪联通，所述煤气喷枪的枪口与燃烧室相通，所述煤气喷枪枪口和所述空气通道的在同一平面上。
本实施例通过在烧嘴砖上设置设有长条形热空气通道，煤气通过所述的煤气喷枪以较高的喷射速度喷入燃烧室与助燃空气进行混合，空气煤气喷枪喷出的燃气边混合边燃烧，形成扁平状火焰还原性气氛，钢坯的氧化烧损率可降低0.2％左右。
实施例2
如图2至5所示，本实施例多孔介质喷射式烧嘴，包括与燃烧室联通的蓄热室，所述蓄热室包括蓄热箱9和设置在蓄热箱外的蓄热体10，所述烧嘴还包括与所述蓄热室联通的空气腔5，以及设置在所述蓄热室上方的煤气接管2，其中，所述蓄热箱连通燃烧室的端面设有烧嘴砖13，所述烧嘴砖上设有长条形空气通道15，所述蓄热箱通过所述的空气通道与所述燃烧室联通，所述煤气接管与若干煤气喷枪4联通，所述煤气喷枪的枪口与燃烧室相通，所述煤气喷枪枪口和所述空气通道的在同一平面上。所述煤气喷枪为耐热合金钢铸造结构，所述喷枪外包覆有耐火纤维棉，使其与炉墙达到较好的密封连接。所述烧嘴砖面对蓄热箱的腔体为流线型结构，所述烧嘴砖采用一次浇筑成型，高温烧制而成。所述空气腔连接有空气接管1，所述空气腔5设有检修门盖6。
所述烧嘴砖13腔体采用流线型结构14，同时采用一次浇注成型、高温烧制而成；所述烧嘴砖13与所述蓄热箱9及炉墙16采用“阶梯式密封”结构12，所述蓄热体10的上表面与蓄热箱的内壁上缘面相吻合且留有间隙空间。
所述的煤气喷枪4采用耐热合金钢铸造结构，外包耐火纤维棉，使其与炉墙16达到较好的密封性能连接，煤气接管2与煤气喷枪4通过螺栓连接件3连接；在所述蓄热箱9内且位于蓄热体10靠近燃烧室的一侧设有挡板砖11，在位于蓄热体10靠近空气腔5的一侧设有金属后挡板8，通过定位螺栓7调整金属后挡板8与蓄热体10相对位置。
冷空气经空气接管1流入空气腔5，而后经过蓄热箱9内的蓄热体10，冷空气被预热后进入通过烧嘴砖13上的热空气通道15进入到燃烧室；煤气经煤气接管2经通过所述的煤气喷枪4以较高的喷射速度喷入燃烧室与热空气通道15喷出的助燃空气进行混合燃烧。
本实用新型所述的多孔介质喷射式烧嘴的工作原理如下：
多孔介质喷射式烧嘴在执行工作过程中，由关于工业炉窑中心线对称的成对烧嘴(如左侧烧嘴、右侧烧嘴)组成，需按照预定的工作时间周期完成工作。在一个工作时间周期内，分为前半时间周期和后半时间周期。在前半时间周期内，左侧烧嘴的接气管连通空气、燃气供应管路，右侧烧嘴的接气管连通排烟管路。冷空气经左侧烧嘴的空气接管流入空气腔，而后经过蓄热箱内的蓄热体，冷空气被预热后进入通过烧嘴砖上的热空气通道进入到燃烧室；此时煤气经煤气接管经通过所述的煤气喷枪以较高的喷射速度喷入燃烧室与热空气通道喷出的热空气进行充分混合，并完成燃烧。燃烧后的烟气经过右侧烧嘴内蓄热体热交换冷却后排入到排烟管路，高温烟气的余热经过蓄热体后被吸收，蓄热体最终完成热交换过程。在后半时间周期内，通过转换阀门可以将左侧烧嘴的空气接管进行切换以连接到排烟管路，关闭左侧烧嘴的煤气接管，将右侧烧嘴的空气接管进行切换以连接到空气供应管路，同时开启右侧烧嘴的煤气接管，冷空气经过空气接管进入蓄热体预热，此时煤气经煤气接管经通过所述的煤气喷枪以较高的喷射速度喷入燃烧室与热空气通道喷出的热空气进行充分混合，并完成燃烧。燃烧后的烟气经过左侧烧嘴内蓄热体降温冷却后排入到排烟管路，高温的烟气的余热经过蓄热体后被吸收，蓄热体最终完成热交换过程。由于在前半时间周期内，右侧烧嘴的蓄热体吸收了烟气的余热，因此，当右侧烧嘴提供的空气进行到各自的蓄热体时，空气吸收蓄热体内的余热，完成热交换及燃烧过程。
以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种多孔介质喷射式烧嘴，至少包括与燃烧室联通的蓄热室，所述蓄热室包括蓄热箱和设置在蓄热箱外的蓄热体，其特征在于：所述烧嘴还包括与所述蓄热室联通的空气腔，以及设置在所述蓄热室上方的煤气接管，其中，所述蓄热箱连通燃烧室的端面设有烧嘴砖，所述烧嘴砖上设有长条形空气通道，所述蓄热箱通过所述的空气通道与所述燃烧室联通，所述煤气接管与若干煤气喷枪联通，所述煤气喷枪的枪口与燃烧室相通，所述煤气喷枪枪口和所述空气通道在同一平面上。
2.根据权利要求1所述的多孔介质喷射式烧嘴，其特征在于：所述煤气喷枪为耐热合金钢铸造结构，所述喷枪外包覆有耐火纤维棉。
3.根据权利要求1所述的多孔介质喷射式烧嘴，其特征在于：所述烧嘴砖面对蓄热箱的腔体为流线型结构，所述烧嘴砖采用一次浇筑成型。
4.根据权利要求1所述的多孔介质喷射式烧嘴，其特征在于：所述烧嘴砖与所述蓄热体的连接密封结构呈阶梯状，所述烧嘴砖与炉墙的连接密封结构采用阶梯状。
5.根据权利要求1所述的多孔介质喷射式烧嘴，其特征在于：所述蓄热体的上表面与蓄热箱的内壁上边缘面相吻合，所述蓄热体的上表面与蓄热箱的内壁上边缘面之间设有安装间隙空间。
6.根据权利要求1所述的多孔介质喷射式烧嘴，其特征在于：所述蓄热箱与所述空气腔之间设有金属后挡板，所述金属后挡板连接有调节所述金属后挡板与蓄热体之间距离的定位螺栓，所述蓄热箱与所述烧嘴砖之间设有挡板砖。
7.根据权利要求1所述的多孔介质喷射式烧嘴，其特征在于：所述空气腔连接有空气接管，所述空气腔设有检修门盖。
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